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1、7.5电磁现象的分析和计算执教者：上海市合庆中学 严 明一、教学目标：1 .能综合运用磁场、电磁感应及力学、热学的规律，解决相关连的综合性问题。2 .使学生懂得各种物理现象间有着密切的联系，通过各种物理现象内在联系的 分析，提高学生解决实际问题的能力，培养创新精神。教、教学重、难点：电磁现象的综合分析和计算。三、教学媒体：投影仪（带屏幕和电源），投影底片。四、教学流程：例1.有一？形粗细均匀的导线，导线下端分别插入两汞线槽里，且与电流相连接（图 2）。设？形导线所受重力G = 0.5 N , L = 0.2 m,匀强磁场的磁感应强度B = 2 T , 在电键SA接通后，经过时间 t = 0.0
2、1 s,该导线即跳离汞槽，且竖直跳起h = 0.32 cm,试问在通电瞬间通过导线截面积的电量是多少？ （ g取10 m/s 2）分析：当SA合上，由于汞能导电，因此？形导线受到一个安培力冲量而引起运动状 态的变化，离开汞槽后做竖直上抛运动。由机械能守恒定律，可得？形导线离开汞槽时的速度：形导线从静止到离开汞槽的 t时间内，由动量定理:创设情景 J 梳理知识网络 应用与探索巩固与深化学会发展延伸题：如图4所示，金属棒ab的质量m =5g ,放置在L = 1 m 光滑的金属导轨 的边缘处，两金属导轨处于水平平面内，该处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B = 0.5T ,电容器的电容 C = 2
3、00uf ,电源电动势E =16v ,导致平面离地面高度 h =0.8m ,在电键K与“1”接通并稳定后，再使它与“ 2”接通，则金属棒ab被抛 到S = 0.064 m的地面上，求这时电容器两端的电压。法拉第发现了电磁感应现象，总结出了电磁感定律，发明了发电机和电动机， 从而使人类社会进入了电气化时代。那么，世界上第一台发电机模型的原理图是怎 样的呢？请同学们看投影片1 （方框内为投影片内容）图1是法拉第做成的世界上第一个发电机模型的原理图，把一个铜盘放在磁场里，使磁感线垂直穿过铜盘；转动铜盘，就可以获得持续的电流。请解释其作用原理。磁场中 安培力力学问题例3.如图所示，由均质电阻丝做成的矩
4、形线圈的电阻为 R,各边长为ab = cd =L1,bc=ad=L?，线圈以匀速V穿过匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B,磁场宽度为DL ,(1)画出通过线圈的磁通量随时间变化的图象。求线圈的感应电动势。(3)求线圈中产生的焦耳热。分析：(1)对运动过程进行分段，进入磁场的时间:完全在磁场中的时间：离开磁场的时间：(2)进入磁场时，E = Bl iV,方向为逆时针。完全在磁场中，E = 0离开磁场时，B = BI iV,方向为顺时针(3)穿过磁场总的焦耳热，Q = Qi + Q2 + Q 3另解：匀速外力克服安培力作的功全部转化为内能延伸题：画出电动势与位移 X的关系图线例3的变形：如图，质量
5、为 m ,电阻为R ,边长为L的正方形线框abed , 线框由ab边离地面高H处静止释放，下落过程中穿过一个竖直宽度为L ,磁感强度为B的水平方向的匀强磁场区域后落到地面， 若导线框穿过磁场时框能 作匀速直线运动，求：(1)此过程线框产生的内能 Q(2)导线框落地时速度v若磁场d加宽，则v如何变?五、作业布置：练习册：P. 92 1.4.补充题：一个半径为R的圆形铝环，由静止开始在均匀辐射状磁场中下落, 设圆环平面 下落时始终保持水平。圆环所经过之处磁场的磁感强度B大小为B,如图所示，一直圆环铝导线的直径为d,密度为P o电阻率为P ,磁场范围足够大，求圆环下落的稳定速度。六、教学说明：本节是电磁现象应用的总结，是涉及力学、热学、电学和磁学的综合性内 容，这也是培养学生综合、分析、归纳能力的重要一节。教学中引导学生分析 物理过程，帮助学生针对问题理顺思路，寻找出相应的物理规律以及相应的互 联处，从而发现问题的突破口，提高学生分析问题和解决问题的能力。通过课 本例题的延伸与扩展，发散学生的思维，以培养学生的创新精神。